CN115161443A - 一种耐热钢退火工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐热钢退火工艺，包括以下步骤：步骤1，第一次退火，采用“快进快出”去应力退火模式；步骤2，第二次退火，钢第一次退火出炉后直接二次装炉退火，采用“慢进慢出”式软化退火模式，炉内全程氮气保护性气氛，减少氧化现象；步骤3，出炉空冷，通过“去应力退火”+“软化退火”两次退火模式，合理设计各段退火温度和辊道速度，使得圆钢快速完成组织应力的释放，减少或消除表面应力裂纹的出现，然后结合用户加工要求，再设置合适的退火温度和辊道速度，降低硬度的同时获取均匀的组织，最终得到表面质量优异、硬度适中和组织均匀性好的耐热钢。

Description

一种耐热钢退火工艺
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种耐热钢退火工艺。
背景技术
耐热钢T5具有良好抗氧化性、耐腐蚀性和组织稳定性，广泛应用于石油化学工业炉管、热交换器管和管道等。T5圆钢在热轧冷却过程中发生组织转变，由奥氏体转变为贝氏体，由于贝氏体组织应力大、硬度偏高等问题，若未及时退火处理，圆钢表面容易产生细裂纹，无法满足下游用户加工需求，因此圆钢需要退火处理。但是，不当的退火工艺会造成圆钢表面质量差、退火硬度波动很大、组织不均匀等问题，给下游工序带来不良影响。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种耐热钢退火工艺。
本发明解决上述问题的技术方案为：一种耐热钢退火工艺，包括以下步骤：
步骤1，第一次退火，采用“快进快出”去应力退火模式，退火炉1-8区温度设定为560±5℃、9区温度设定为500±5℃、10区温度设定为480±5℃、11区温度设定为450±5℃、12区温度设定为450±5℃、13区温度设定为450±5℃；
步骤2，第二次退火，钢第一次退火出炉后直接二次装炉退火，采用“慢进慢出”式软化退火模式，炉内全程氮气保护性气氛，减少氧化现象；退火炉1-8区温度设定为550±5℃、2区温度设定为680±5℃、3区温度设定为770±5℃、4-6区温度设定为790±5℃、7区温度设定为740±5℃、8区温度设定为700±5℃、9区温度设定为650±5℃、10区温度设定为600±5℃、11区温度设定为550±5℃、12区温度设定为500±5℃、13区温度设定为450±5℃；
步骤3，出炉空冷。
进一步的，第一次退火辊速为20-30m/h。
进一步的，第二次退火辊速为3.5m/h。
进一步的，采用辊底式连续退火炉，炉段分13区，总长65m，其中，1-2区长度均为6m，3-6区长度均为4.5m，7-13区长度均为5m。
本发明具有有益效果：
本发明提供了一种耐热钢退火工艺，通过“去应力退火”+“软化退火”两次退火模式，合理设计各段退火温度和辊道速度，使得圆钢快速完成组织应力的释放，减少或消除表面应力裂纹的出现，然后结合用户加工要求，再设置合适的退火温度和辊道速度，降低硬度的同时获取均匀的组织，最终得到表面质量优异、硬度适中和组织均匀性好的耐热钢。
附图说明
图1为耐热钢的CCT转变曲线；
图2为实施例1耐热钢退火组织结构示意图；
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本工艺采用辊底式连续退火炉，炉段分13区，总长65m，其中，1-2区长度均为6m，3-6区长度均为4.5m，7-13区长度均为5m；
一种耐热钢退火工艺，包括以下步骤：
步骤1，第一次退火，采用“快进快出”去应力退火模式，退火炉1-8区温度设定为560±5℃、9区温度设定为500±5℃、10区温度设定为480±5℃、11区温度设定为450±5℃、12区温度设定为450±5℃、13区温度设定为450±5℃；辊速为20-30m/h；
步骤2，第二次退火，钢第一次退火出炉后直接二次装炉退火，采用“慢进慢出”式软化退火模式，炉内全程氮气保护性气氛，减少氧化现象；退火炉1-8区温度设定为550±5℃、2区温度设定为680±5℃、3区温度设定为770±5℃、4-6区温度设定为790±5℃、7区温度设定为740±5℃、8区温度设定为700±5℃、9区温度设定为650±5℃、10区温度设定为600±5℃、11区温度设定为550±5℃、12区温度设定为500±5℃、13区温度设定为450±5℃；辊速为3.5m/h；
步骤3，出炉空冷。
实施例1：以Φ50规格耐热钢退火工艺为例。
退火工艺为：第一次“去应力退火”升温至560℃，保温1.3小时，然后缓慢冷却至500℃、480℃，最后冷却至450℃出炉空冷。第二次“软化退火”逐步升温至790℃，保温4小时，然后每区间≤50℃降温速率缓慢降温，最后冷却至450℃出炉空冷。
检测退火后耐热钢的表面质量、硬度和组织，检测和评价结果见表1，耐热钢退火组织如图2所示。
表1
Figure BDA0003770652380000021
Figure BDA0003770652380000031
实施例2：以Φ55规格耐热钢退火工艺为例。
退火工艺为：第一次“去应力退火”升温至565℃，保温1.5小时，然后缓慢冷却至500℃、485℃，最后冷却至445℃出炉空冷。第二次“软化退火”逐步升温至793℃，保温4小时，然后每区间≤50℃降温梯度缓慢降温，最后冷却至450℃出炉空冷。
检测退火后耐热钢的表面质量、硬度和组织，检测和评价结果见表2。
表2
检测项目 评价结果
表面质量 圆钢漏磁合格率94％(缺陷深度0.2mm)
退火硬度 横截面硬度178-182HBW
显微组织 均匀的铁素体+点状碳化物
实施例3：以Φ60规格耐热钢退火工艺为例。
退火工艺为：第一次“去应力退火”升温至565℃，保温2小时，然后缓慢冷却至505℃、485℃，最后冷却至445℃出炉空冷。第二次“软化退火”逐步升温至795℃，保温4小时，然后每区间≤50℃降温速率缓慢降温，最后冷却至445℃出炉空冷。
检测退火后耐热钢的表面质量、硬度和组织，检测和评价结果见表3。
表3
检测项目 评价结果
表面质量 圆钢漏磁合格率93％(缺陷深度0.2mm)
退火硬度 硬度179-183HBW
显微组织 均匀的铁素体+点状碳化物
实施例4：以Φ65规格耐热钢退火工艺为例。
退火工艺为：第一次“去应力退火”升温至565℃，保温1.8小时，然后缓慢冷却至505℃、480℃，最后冷却至455℃出炉空冷。第二次“软化退火”逐步升温至794℃，保温4小时，然后每区间≤50℃降温速率缓慢降温，最后冷却至453℃出炉空冷。
检测退火后耐热钢的表面质量、硬度和组织，检测和评价结果见表4。
表4
Figure BDA0003770652380000032
Figure BDA0003770652380000041
实施例5：以Φ70规格T5退火工艺为例。
退火工艺为：第一次“去应力退火”升温至565℃，保温2小时，然后缓慢冷却至503℃、485℃，最后冷却至455℃出炉空冷。第二次“软化退火”逐步升温至795℃，保温4小时，然后每区间≤50℃降温速率缓慢降温，最后冷却至445℃出炉空冷。
检测退火后耐热钢的表面质量、硬度和组织，检测和评价结果见表5。
表5
检测项目 评价结果
表面质量 圆钢漏磁合格率90％(缺陷深度0.2mm)
退火硬度 硬度180-184HBW
显微组织 均匀的铁素体+点状碳化物
如图1所示，为耐热钢的CCT转变曲线，由CCT转变曲线可知，T5热轧圆钢在冷却过程会发生贝氏体相变，且显微组织以贝氏体为主。第一次“去应力退火”升温至560±5℃并保温一定时间，促使贝氏体组织中ε-碳化物颗粒逐步分解转变，然后缓慢降温冷却直至出炉，快速释放组织内应力，减少表面微裂纹产生的概率。完成第一次退火后，圆钢直接装炉开始第二次“软化退火”处理，逐步升温至790±5℃保温4h，使得贝氏体组织完全溶解、珠光体组织中θ-碳化物部分分解，然后缓慢降温冷却，直至组织全部转变为铁素体+点状碳化物，消除应力的同时降低硬度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种耐热钢退火工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，第一次退火，采用“快进快出”去应力退火模式，退火炉1-8区温度设定为560±5℃、9区温度设定为500±5℃、10区温度设定为480±5℃、11区温度设定为450±5℃、12区温度设定为450±5℃、13区温度设定为450±5℃；
步骤2，第二次退火，钢第一次退火出炉后直接二次装炉退火，采用“慢进慢出”式软化退火模式，炉内全程氮气保护性气氛，减少氧化现象；退火炉1-8区温度设定为550±5℃、2区温度设定为680±5℃、3区温度设定为770±5℃、4-6区温度设定为790±5℃、7区温度设定为740±5℃、8区温度设定为700±5℃、9区温度设定为650±5℃、10区温度设定为600±5℃、11区温度设定为550±5℃、12区温度设定为500±5℃、13区温度设定为450±5℃；
步骤3，出炉空冷。
2.如权利要求1所述的一种耐热钢退火工艺，其特征在于：第一次退火辊速为20-30m/h。
3.如权利要求1所述的一种耐热钢退火工艺，其特征在于：第二次退火辊速为3.5m/h。
4.如权利要求1所述的一种耐热钢退火工艺，其特征在于：采用辊底式连续退火炉，炉段分13区，总长65m，其中，1-2区长度均为6m，3-6区长度均为4.5m，7-13区长度均为5m。
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